| ||
Новости мира графики: JPEG2000Дмитрий Рыболовлев Любой пользователь, когда-либо имевший дело с цифровыми фотографиями или рисунками, согласится с утверждением, что формат сжатия графических изображений, обеспечивающий оптимальное соотношение качество изображения/объем файла, - насущная необходимость. И профессиональный компьютерный художник, и просто владелец домашнего ПК, "скачивающий" из Internet понравившиеся картинки, хотят, чтобы такие файлы были очень малы и доступны из любого (или почти любого) приложения - графического редактора, Web-браузера, программы для просмотра рисунков и т. п. Ведь это позволит без проблем их хранить и транспортировать как на накопителях небольшого объема (например, дискетах), так и по электронной почте. Между тем, значительным неудобством по-прежнему остается прямая зависимость объема графического файла от качества изображения (в частности, его разрешения и размера). Формат JPEG (Joint Photographic Experts Group), признанный универсальным графическим стандартом, как известно, обеспечивает высокую степень сжатия файла, но применяемый в нем метод кодирования информации (Discrete Cosine Transformation, DCT) неизбежно приводит к существенной, а порой неприемлемой, деградации качества изображения. Данные о цветах частично теряются, а само изображение делится на прямоугольные блоки, которые нередко заметны даже невооруженным глазом, особенно при большом увеличении. Таким образом, поскольку цифровые изображения улучшаются в качестве, увеличиваются в размере и области применения, существует потребность в сжатии изображений с большей гибкостью и эффективностью. Новый стандарт JPEG 2000, в разработке которого приняли участие Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization), Международный союз телекоммуникаций (International Telecommunications Union), компании Agfa, Canon, Fujifilm, Hewlett-Packard, Kodak, LuraTech, Motorola, Ricoh, Sony и др. разрабатывался в качестве новой системы кодирования изображений с различными характеристиками (природные, научные, медицинские, текстовые, моделированные и другие). JPEG2000 позволяет сжимать изображения в 200 раз без заметной для глаза человека потери качества. Основным отличием JPEG2000 от предыдущей версии этого формата является сжатие с использованием алгоритма волнового преобразования (изображение описывается с помощью математических выражений как непрерывный поток) вместо преобразования Фурье, что и позволяет предотвратить появление характерных блоков. При предложении современного сжатия, JPEG 2000 также предлагает "доступ" в уже сжатое изображение. Таким образом, к изображениям можно обращаться, управлять ими, редактировать, передавать и сохранять с минимальными информационными затратами. Новый стандарт предоставляет широкие возможности новым информационным технологиям и дополняет уже ставший одним из самых распространенных форматов JPEG следующим: 1. Кодирование на низких скоростях. Существующие стандарты великолепно работают на средних и высоких битовых скоростях, но при низких искажение изображений становится недопустимым. 2. Сжатие без потерь и сжатие с потерями. Ни один из существующих стандартов не предполагает сжатие без потерь и сжатие с потерями в одном потоке данных. 3. Обработка больших по объему изображений. На текущий момент, алгоритм сжатия обычного JPEG не позволяет обрабатывать изображения, большие 64К, без их деления на куски. 4. Единая архитектура декомпрессии. Существующий стандарт JPEG имеет как минимум 44 модели, которые не поддерживаются большинством декодеров. 5. Минимальные искажения при передаче данных с некоторыми помехами. Существующий стандарт JPEG имеет такую особенность, что изображение довольно значительно страдает даже при небольшом числе ошибочно переданных битов. 6. Эффективная работа с искусственными изображениями (сгенерированными компьютерами). Предыдущий формат великолепно позволяет обрабатывать естественные изображения, но плохо обеспечивает кодирование искусственных. 7. Эффективная обработка составных документов. Обычный JPEG редко используется для работы с составными документами из-за его слабой эффективности при наличии текстовых элементов в изображении. Все эти характеристики уже реализованы в стандарте JPEG2000. Самой главной и первостепенной из них является кодирование на низких битовых скоростях. Но уже сегодня определены основные задачи, которыми необходимо дополнить стандарты будущего и, вполне возможно, JPEG2000. Это следующее: 1. Более эффективная работа на низкобитовых скоростях. Эта особенность является приоритетной. Примером области, нуждающейся в эффективной работе на низкобитовых скоростях, может служить глобальная сеть Интернет. 2. Различные степени сжатия. Данная система с использованием заданного количества ресурсов должна сжимать изображения с различными динамическими диапазонами - например, 1 бит к 16 битам для каждого компонента цвета. 3. Сжатие без потерь и сжатие с потерями. Необходимо не забывать про сжатие без потерь, так как в некоторых областях, например, в медицинских изображениях, потери недопустимы. 4. Эффективная обработка и передача изображений с различными разрешениями. 5. Кодирование с ограниченной заданной скоростью, размером и ресурсами. В некоторых случаях необходимо работать на строго определенной битовой скорости, с ограниченным числом ресурсов, при этом размер сжатого потока данных может быть тоже ограничен. 6. Случайный доступ и обработка изображений. Пользователь может выделять в изображении регионы, которые будут кодироваться с отличающимися от основного потока параметрами. При случайном доступе должны поддерживаться такие операции, как поворот, фильтрация, масштабирование и другие. 7. Терпимость ("ошибкоустойчивость") к ошибкам. Незначительное количество ошибочно переданных битов не должно приводить к катастрофическим искажениям изображений. 8. Открытая архитектура. Стандарт должен быть открытым, чтобы наиболее полно предоставить пользователям возможность его использования. 9. Способность последовательного кодирования (кодирования в реальном времени). Стандарт должен предлагать алгоритм кодирования "за один проход". 10. Совместимость со стандартом JPEG. 11. JPEG2000 должен предоставлять возможность контекстного поиска изображений в базах данных с использованием заголовочных описаний. 12. Защищенность изображений. Иногда пользователю необходимо нанести на изображение своеобразные водяные знаки, штампы, отпечатки пальцев и так далее. Эти пометки должны стираться и вставляться в изображения с помощью определенных процессов. 13. JPEG2000 должен быть международным стандартом ISO. 14. Данный стандарт должен иметь общий интерфейс со стандартом MPEG для более широкого применения в мире цифровой графики. 15. JPEG2000 создан для кодирования/декодирования изображений, имеющих прямоугольную форму. Нужно предоставить пользователю возможность создания сложной геометрической формы изображения. Новый стандарт великолепно подходит для Интернета, печати, сканирования, факсимиле, цифровой фотографии, медицины, цифровой библиотеки, интернет-коммерции благодаря совокупности своих требований. Максимальная ширина и высота изображений могут достигать значения 2^32 - 1. Алгоритм волнового преобразования позволяет просматривать и распечатывать одно и то же изображение при различных (заданных пользователем) значениях разрешения и с требуемой степенью детализации. Благодаря этой особенности JPEG2000, очевидно, быстро найдет свое место в сети Internet, поскольку обеспечит возможность загружать картинку с разными значениями разрешения в зависимости от пропускной способности конкретного канала связи. Да и тот факт, что пользователи Internet смогут получать изображения высокого качества, немаловажен. Еще одно значимое преимущество JPEG2000 - возможность управлять 256 цветовыми каналами, что позволит получать качественные цветные изображения. Специалисты обещают, что в общем случае новый формат будет, как минимум, на 30 процентов эффективней, чем JPEG. Новый стандарт является открытым. Окончательно доказать свою эффективность JPEG2000 должен на практике. Однако, если судить по утверждениям его разработчиков, в области компьютерной графики новый формат сжатия изображений должен занять не менее значимое место, чем MP3 в мире цифровой музыки. Всю самую последнюю информацию можно получить на официальном сайте www.jpeg.org. Источник: "Терабайт", http://www.comprice.ru
| ||
Copyright © "Internet Zone", http://www.izcity.com/, info@izcity.com |